裂紋擴展及合理布錨的試驗研究.pdf

1、巖石、混凝土、陶瓷和玻璃常常分布著大量的裂紋等缺陷，這些缺陷在荷載作用下造成裂紋的孕育、萌生、擴展和貫通，導致介質(zhì)的強度和剛度降低。開展含有裂紋缺陷的巖石破壞過程研究，對評價巖石以及巖石工程的安全狀態(tài)，了解巖土工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及采取合理的支護措施，都具有重要的理論意義和工程價值。 經(jīng)典斷裂力學的研究只涉及裂紋尖端引起應力集中所導致的裂紋擴展問題，在研究非均質(zhì)介質(zhì)中的裂紋擴展遇到數(shù)學上的困難，對于極不均勻性的巖石介質(zhì)的裂紋擴展問

2、題更難通過解析理論進行準確的描述。非均質(zhì)裂紋擴展的數(shù)值計算方法雖然得以實現(xiàn)，但是模擬的效果和實際情況還有較大差異，物理試驗方法仍然是解決裂紋擴展等問題的強有力工具之一。本文結(jié)合數(shù)值試驗和物理試驗開展了以下研究工作： 1.利用東北大學研制開發(fā)的軟件RFPA<'2D>進行數(shù)值計算，對二維條件下雁行裂紋在不同相對分布情況進行了數(shù)值模擬；只變化裂紋內(nèi)端點距離，得到雁行裂紋不同分布對試樣強度的影響以及破壞模式臨界值。 2．試驗大量

3、不同配比水泥砂漿材料，測試材料抗壓強度、抗拉強度、泊松比、彈性模量，尋找到了脆性較好模擬巖石的砂漿材料。 3．利用試驗成功的材料，制作出了含預置裂紋砂漿材料試件．利用電液伺服試驗機和聲發(fā)射設備，研究了不同傾角的內(nèi)置單橢圓裂紋的破壞規(guī)律及裂紋角度對材料強度的影響。 4．在45度傾角的單橢圓裂紋擴展規(guī)律的研究基礎上，對45度單橢圓裂紋試件進行加錨，加錨角度分為垂直裂紋和與裂紋成45度夾角，加錨位置在裂紋中部和兩端。研究了單軸